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水下模袋混凝土护坡护底施工技术

摘 要:在流速较大的河底进行水下模袋混凝土护坡护底时,由于模袋混凝土厚度小,其施工难度较大。根据实践经验,简要介绍在这种情况下所采取的施工及质量控制方法,以供借鉴。

  关键词:永宁江二期;护坡护底;模袋混凝土;施工技术

1 工程概况

  永宁江治理二期工程是永宁江一期工程的延续,其任务为拓浚永宁江干流河道,提高宣泄永宁江流域洪水能力和长潭水库调蓄能力,增加向温黄平原灌溉供水量及改善永宁江通航条件。

  潮济裁弯取直堤体及疏浚已施工结束,常水位高程2.4m,设计一级平台以下包括河底采用15cm厚C20模袋混凝土进行护坡护底。

2 模袋混凝土施工

  工程共有C20模袋混凝土22661m3,厚度15cm,工期为3.5个月,月平均施工强度6475m3。因此,必须制定快速有效的施工方案,才能保证工程施工的顺利完成。根据本工程的特点和现场施工条件,采用集中拌和、泵送混凝土入模袋的施工方法。

模袋混凝土施工工艺流程见图1。

2.1 施工准备

  (1)测定河道轴线边线及江底基面高程,并利用船只打深土桩进行测量定位。进一步了解水文地质情况,掌握第一手资料。

  (2)组织机械设备进场,并进行维修保养,使之保持完好性能。

  (3)组织专门施工班组,进行技术交底,在施工组织设计方面,请有关专家进行技术论证。

(4)备足施工材料,确保材料供应。

2.2 施工方法

2.2.1 水下坡面修整

  由于施工区域一般水深2.6m,最大水深3.3m,因此如何选用合理的施工方法、合适的施工机具,对工程的施工安全、施工进度、施工质量乃至经济效益均会带来直接的影响。

  考虑到施工区域范围较大,且边坡及河底土质以砂卵石为主,修整方法为:一级平台以及河底到一级平台的边坡用长臂挖机进行修整,而河道中间则用抓斗式挖泥船进行修整。挖泥船在施工前先进行原始断面的测量,出入较大的地方用挖泥船继续进行修整,修坡挖出来的土方用船运至弃土场。修整基本到位后一级平台用人工辅以整平,而河底及边坡则用在挖机斗上焊上2.5m长的槽钢来进行来回刮动加以整平。

2.2.2 模袋的制作和铺设

  本工程模袋采用420g/cm2双层机织模袋,其主要参数均满足设计要求,见表1。

  模袋按设计要求在工厂进行整片制作,每个模袋尺寸16m×28m,由4个4m×28m的隔离体组成,每个隔离体之间互不相通。铺设前须注意沿水流方向为施工方向,然后沿岸线施工方向铺设土工模袋单元,铺设中对个别铺设不到的部位采用异型单元,对号入座,施工程序方向与单元搭接同向。

  模袋下放时,潜水员先对其四角进行固定,固定前必须按照测量成果进行定位,以确保铺设准确。模袋铺设完成后,及时进行混凝土的灌注。

2.2.3 混凝土的生产

  由于工程工期紧、战线长,所以在河道两边共布置3套拌和系统来进行混凝土的生产。每个混凝土拌和系统配备JF750拌和机1台,混凝土的拌制按混凝土设计配合比采用自动配料机进行骨料、水泥、黄砂的配料,并按次序进入拌和机,然后自动加水搅拌,外加剂人工掺入。

  该工程混凝土级配与一般泵送混凝土有一定的区别,因为模袋只有15cm厚,其混凝土流动性要好,塌落度要大,一般控制在23~24之间。在这么大的塌落度下要保证混凝土的和易性,经过反复试验,在增加水泥用量的同时,掺用了15%的粉煤灰。水泥采用三牛牌水泥,强度等级32.5;黄砂采用中砂;骨料采用5~15统料;粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰,密度为2.20t/m3,水灰比0.51。具体配合比见表2。

2.2.4 混凝土的灌注

  混凝土输送采用HBT-60型混凝土泵进行,输送距离可达500m,输送混凝土速度为50m3/h。工程配备3台混凝土泵分别对应河道两边布置的3个拌和系统,混凝土泵根据输送距离在完成一段模袋混凝土后,进行移位。

  混凝土泵置于河道两岸的二级平台上,混凝土泵出口用钢管连接,一直延伸至待浇筑模袋的中间位置,在河道上的钢管与浮简绑扎浮于水面上。然后接一段足够长的高压软管,高压软管的长度必须能满足不用移动钢管而能与所有的混凝土灌注口连通,同时在其他混凝土灌注口也事先连接好几个高压软管,用浮筒浮在水面上。等前一个混凝土灌注口结束后直接把钢管连接到另外的软管上继续灌注混凝土,从而节约时间。在河道中间接拆混凝土管有一定难度,浮桥容易晃动造成速度减慢,施工中将两只船用槽钢焊接,并在船上装一个扒杆用于升降混凝土管。保证了接拆混凝土管的顺利进行。

  混凝土泵的布置尽可能与待浇注的模袋在同一直线上,避免弯管太多影响输送能力,减少产生堵管的可能性。

  拌好的混凝土由机动翻动车运送至二级平台上的混凝土泵上。混凝土的拌制和运输必须跟上混凝土泵的输送能力,尽可能加快浇注速度,缩短浇注时间,保证施工质量及施工安全。

  混凝土泵的出口软管由潜水员伸入模袋上的混凝土灌注口,绑扎好后,即可灌注混凝土。输送管在灌注前,必须用水冲洗、润湿,先灌注一车砂浆。混凝土灌注过程中潜水员必须经常进行观察,并在下面进行不停的踩动使混凝土能够顺畅的流动,从而保证模袋中混凝土的充盈。待灌注口的混凝土灌注量满足要求,及时更换灌注口。在最后一个灌注口进行灌注时,应同时对实际灌注量与理论方量进行比较,避免灌注不足或超灌。灌注结束后的混凝土面高程应控制在要求的范围内。

  混凝土的灌注施工中,必须注意以下事项:

  ①在下设模袋的同时,必须用细绳将每个灌注口用活结扎好,细绳的另一端悬挂在用浮标浮在水面上,以减少潜水员在水下寻找灌注口的时间;②混凝土灌注前应用清水冲洗湿润管道,然后用水泥砂浆润滑管道;③灌注将近饱满时,应暂停5~10min,待模袋中的水分析出后,再灌注至饱满;④每个灌注口灌注结束后,必须用绳子将灌注口扎死;⑤在更换灌注口时,水上安排人员协助潜水员工作;⑥必须保证混凝土泵的运行可靠性,一旦产生堵管现象,应及时处理。

3 质量控制与检验

  (1)模袋。模袋生产厂家应按批提供出厂合格证、国家认可的质量检测单位出具的技术性能鉴定书或试验报告。模袋出厂前,到厂家对模袋的规格尺寸、缝制质量和外观等进行检查,并在到场后按有关规定抽检,合格后方能用于工程施工。

  (2)模袋混凝土。模袋混凝土强度采用在充灌口按有关规定取样,先灌入相同材质的小模袋(15cm×150cm)中,吊置10~20min,取出再装入标准试模成型的方式检验。模袋护坡护底的允许偏差、检验数量和检验方法按有关规定严格执行。

4 结语

  该工程水下模袋混凝土的施工方法及质量控制与检验,通过现场施工实践,证明施工方法及质量控制措施是切实可行的,施工强度完全满足工期要求,工程质量也得到了良好的控制。
 
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